创新方法总结

创新的方法

创新是指:以现有的知识和物质,在特定的环境中,改进或创造新的事物(包括但不限于各种方法、元素、路径、环境等等),并能获得一定有益效果的行为。

创新的方法

创新的方法多种多样通过归纳总结具体分为十几种:六w设问法、逆向法、仿生模拟法、扩图转换法、新旧更替法、属性列举法、移植法、重点法、背景转换法、捆绑连接法、分解法、组合法、回避法等

六W设问法

六W设问法是根据六个疑问词从不同的角度检讨创新思路的一种设计思维方法。因这些疑问词中均含有英文字母“W”,故而简称为六W设问法。即:1.为什么(WHY)——即产品设计的目的。

2.是什么(WHAT)——即产品的功能配置。用来分析产品基本功能和辅助功能的相互关系如何,消费者的实际需要是什么。

3.什么人用(WHO)——即产品的购买者、使用者、决策者、影响者。用来了解消费对象的习惯、兴趣、爱好、年龄特征、生理特征、文化背景、经济收入状况究竟怎样。

4.什么时间(WHEN)——产品推介的时机以及消费者的使用时间。企业根据产品消费的时间,合理安排生产,把握好产品的营销策略,等等。

5.什么地方用(WHERE)——产品使用的条件和环境。即针对什么样的地点和场所开发产品,有哪些受限和有利的环境条件。

6.如何用(HOW)——消费行为。即如何考虑消费者的使用方便,怎样通过设计语言提示操作使用,等等。

逆向法

把当前的思维角度、方向、内容、途径、目标等反过来, 寻找解决问题的方案。逆向思维是求新思维的一种典型的方法。当因项目投 资过大而引发资金短缺危机时,正常的想法是紧缩资金, 逆向思维是把仅有的资金投入到新项目中去,使新项目能 够快速地回笼资金,反过来去拯救原来项目。“以毒攻毒” 就是医学上常用的逆向思维方法。

仿生模拟法

仿生模拟法是模拟生物系统的某些原理来建造技术系统,使人造技术系统具有类似于生物系统某些特征的一种设计思维方法。其研究范围包括机械仿生、物理仿生、化学仿生、形体仿生、智能仿生、宇宙仿生等等。在高科技时代,模仿的水平又有了长足的进步,直至模仿人脑智能的计算机以及机器人的出现,我们还是没有完全摆脱模仿的设计思想。

更多的功能仿生则是根据生物系统的特点来捕捉设计灵感的。例如:雷达是从蝙蝠在飞行中能发出超声波以便避开障碍物中得到的启示发明的。超音速飞机在高速运行中产生振动,容易折断机翼,而蜻蜓翅膀的构造早在3亿年前就已解决了这一难题。人与自然本来就密不可分,大自然将无穷信息传递给人类,不断启发着人的智慧与才能。

头脑风暴法

头脑风暴法又称脑力激荡法,是19xx年美国BBDO广告公司负责人奥斯本首创的。这种创意方法的运作方式是组织一批专家、学者、创意人员等,以会议的方式共同围绕一个明确的议题进行讨论,共同集中思考,互相启发激励,借助与会者的群体智慧,引发创造性设想的连锁反应,以产生和发展出众多的创意构想。头脑风暴法—般分四个步骤进行:

第一,交待背景。

第二,说明规则。允许异想天开,自由奔放;追求创新构想的数量;鼓励在已有想法上综合修正、锦上添花等。

第三,营造氛围。组织者应是善于启发且自身思维敏捷的人,应能使会议始终保持热烈的气氛,鼓励与会者积极参与献计献策活动。

第四,综合评价。将各种设想整理分类,编出一览表后,挑出最有希望的见解,审查其可行性。

扩图转换法

扩图转换法是运用扩散性思维,将图形或实物重新界定或加以引申转换成不同设计对象的一种设计思维方法。

继承改良法

继承也有模仿的意味,但原型是前辈的创造物,并蕴含着批判的成分,是模仿加改良的设计思想。例如中国近代服装史上,改良旗袍曾盛行数十年。旗袍原为满族妇女的服装,系直身的宽袍。

新旧更替法

新旧更替法设计思想是认识论上的突变和跳跃,它总是伴随社会背景的重大变革而发生。例如,“法国大革命的爆发,促使服装款式发生急剧的变化。讴歌贵族文化达三百年之久的华丽、夸张的服饰,遭受引发革命的平民百姓所唾弃,代之而起的是与他们所理想的社会极为相配的简朴服装,与夸示贵族社会富裕、丰饶、典雅、优美的款式有极大的差异,进而促使注重自由与平等的平民社会,漠视权势,确认了自然之美的价值”。如果说,继承一一改良是缓慢的进化,那么,新旧更替法则是爆发式的革命。

属性列举法

属性列举法是根据设计对象的构造及性能,按名词、动词、形容词等特性提出各种改进属性的思路从而萌发新设想的一种方法。该方法由R.R.克劳福德教授提出。其步骤如下:

第一,确定设计对象,分别按名词、动词、形容词列出其属性。名词属性指材料、部件名称、整体、局部等,动词属性指技能、动作、方式等,形容词属性指形状、颜色、款式等。

第二,对众多的属性进行分类整理,通过提问或自问产生特性联想。 第三,推敲各种设想,找出最佳方案。

与属性列举法相类似的设计思维方法还有缺点列举法和希望列举法。缺点列举法是找出现有产品的不足,通过改良达到创新目的的一种方法。以传统雨伞的改良设计构思为例。根据雨天风大易“翻花”的不足,进行支撑方式的改良构思;根据伞面遮挡视线的不足,考虑更换透明尼龙布的更新方案;根据公共场合下收拢的湿伞容易渍衣的不足,考虑在雨伞顶尖部附上集水器的改良方案;根据两人共用伞面不够宽的不足,开发一种方形扇面、可舒张的“风琴伞”;根据两人个头高矮不一易湿衣的不足,开发层高不同的“情侣伞”;根据骑车使用不方便的不足,开发“帽型伞”等等。希望列举法则是针对人们对未来产品的愿望,选择突破口,从而获得突破的一种创新性思维方法。

移植法

移植法的原理是在各种理论和技术互相之间的转移。一般是把已成熟的成果转移、应用到新的领域,用来解决新的问题,因此,它是现有成果在新情境下的延伸、拓展和再创造。

移植法的基本方法主要有:

⑴原理移植,即把某一学科中的科学原理应用于解决其它学科中的问题; 例如:电子语音合成技术最初用在贺年卡上,后来就把它用到了倒车提示器上,又有人把它用到了玩具上,出现会哭、会笑、会说话、会唱歌、会奏乐的玩具。它当然还可以用在其他方面。

⑵技术移植,即把某一领域中的技术运用于解决其它领域中的问题。

⑶方法移植,即把某一学科、领域中的方法应用于解决其它学科、领域中的问题;

例如:香港中旅集团有限公司总经理马志民赴欧洲考察,参观了融入荷兰全国景点的“小人国”,回来后就把荷兰的“小人国”的微缩处理方法移植到深圳,融华夏的自然风光、人文景观于一炉,集千种风物、万般锦绣于一园,建成了具有中国特色和现代意味的崭新名胜“锦绣中华”,开业以来游人如织,十分红火。

⑷结构移植,即将某种事物的结构形式或结构特征,部分地或整体地运用于另外的某种产品的设计与制造;

例如:缝衣服的线移植到手术中,出现了专用的手术线;用在衣服鞋帽上的拉链移植到手术中,完全取代用线缝合的传统技术,“手术拉链”比针线缝合快10倍,且不需要拆线,大大减轻了病人的痛苦。

⑸功能移植,即通过设法使某一事物的某种功能也为另一事物所具有而解决某个问题。

⑹材料移植,就是将材料转用到新的载体上,以产生新的成果。

例如:用纸造房屋,经济耐用;用塑料和玻璃纤

重点法

重点法就是要在面对复杂的策划对象时,首先要努力寻求突出 某一个商务环节、某一资产、某项业务等个别线索,也可 以说是主动地缩小策划对象,把策划对象首先简单化,然 后加以精雕细刻,使一点首先突破,进而把局部策划产生 的功效传递给整个原策划对象。

组合法

把不同的商务内容组合为一体,或把不同的商务过程组合为一个

完成的商务过程。决策环本来就是由决策点组合出来的,随着人类社 会从农业时代到工业社会再到信息时代,一方面人们的决策环在不断 地变大、变长,原因就是人们一刻也没有停止组合思维;另一方面人 们又会把过去的决策环技术地或经验地变成一个决策点,使决策环变 小、变短,使思维速度不断加快。把新技术环节与传统产业环节组合, 如网络技术对传统产业的改良成为大趋势;把两个传统的产业环节结 合于一体,如机电一体化曾经是一个热门创意领域;把两件看似不相 关的事物、事件等联系起来,加以组合,也会产生意想不到的效果, 如把香港回归祖国与组画创作和收藏结合起来。

分解法

分解法可以理解成组合法的逆过程,即把看似一个整体的商务过 程分解成多个步骤或多个相对独立的商务子过程,把粗分类、分步的商 务过程进行多级细分,或把看似一个整体的商务内容分解成多个内容或 多个相对独立的商务子内容,把粗分类、分步的商务内容进行多级细分。 细分不是目的,细分后便于精心策划、细致操作才是目的。尤伯罗斯的 奥运会商务操作就是一个范例。

回避法

不以原策划课题为解决对象,改换问题的内容,重新设立策划课题,再 加以策划。当企业有百思不得其解的问题时,才会找策划者帮助。许 多情况下,靠群体力量长时间得不到答案的课题,对于策划者来说也 是难以解决的,有可能策划者的解决方案还不敌提出问题的人思考的 充分。策划者此时应首先考虑到这样的问题是解决不了的,“消灭” 原问题,引申出其它未曾注意的问题,加以策划。例如,品牌定位问 题解决不了,是否换一个题目,是否考虑先解决企业战略不清的问题? 圆珠笔漏油现象可以作为笔尖材料问题立题,也可以作为笔芯的长度 问题立题,当然,立题变化会使策划的思路和思考难度发生很大变化。

背景转换法

制造或寻找更加适合的商务行为展开所依赖的外界环境, 使商务行为效果更加显著。企业、人、产品等的价值往往 与其背景有关,背景变化则背景下的所有组成要素都会发 生价值变化。企业战略中确定企业的社会地位是极其重要 的,是以行业为背景还是以地区为背景,是以规模为背景 还是以质量为背景,其定位的结果会大不一样,“做最大 的产业企业”与“不求最大,但求最佳”完全是两种定位。

捆绑连接法

捆绑连接法可以被看成是背景转换 的实现方法之一。企业与强者为盟、个人与名人为 友、产品与名牌配套等都是利用捆绑的方法使自己 实现快速增值。恶意捆绑是不道德的

如:1、名人广告

 

第二篇:院士总结科研创新16条方法

国家最高科技奖得主、著名化学家宪院士多年探索科研如何创新,并通过讲座等形式传递给学生后辈

●知识创新都有前因后果,来龙去脉。故而勤奋学习,建立知识框架,积累深厚基础;加上追根到底,万事逼问为什么的好奇心,就是创新的源泉。前者是学,后者是问。学而不问则殆,问而不学则茫。学而问,问而思,思而行,行而果,这就是创新。

●如果你梦想要做一个科学家,那么勤奋学习就是实现你的梦想之“舟”。但舟有快如宇航飞机,慢如蜗牛。所以勤奋必须是高效率的勤奋,不要去做“磨擦生热”的“无用功”,更不要做“负功”。

●在科学研究中常常会遇到“山穷水尽疑无路”时,粗心大意的人很容易放过这种机遇。只有具有敏锐眼光和扎实基础的科学家才能抓住它,取得重大的突破。

实际的学科基础是金字塔,有比较广的知识,但是又要有塔尖,有高度,也就是你的专业知识高度。但是一条竹竿是站不直的,所以你除了“高”,还要有一些“宽”。

多年以来,我一直在实践中探索科研如何创新的方法,总结了16条。我可以告诉大家,我的天赋很平常,但“天道酬勤”,只要依靠勤奋,是可以取得科学成就的。大发明家爱迪生说:天才=98%的汗水+2%的灵感。而2%的灵感也可用勤奋来培养。各位同学只要勤奋努力,相信都能成为出色的科学家。

1、创新与知识积累:中药铺的抽屉和知识框架

创新必须先有知识积累,这是创新和继承的关系。我幼年时常生病,生了病去看中医,到中药铺去抓药,看到中药分类归档,放在上百个抽屉里。从那时起就模糊认识到要把学到的东西放在脑中的抽屉里,并把众多抽屉有序排列,才能记住。以后就慢慢形成要在自已的头脑里建立知识框架的概念。知识框架即知识文档树,建立知识文档树便于知识存贮检索、记忆、联系比较、分析归纳和创新。

2、创新链和创新树

科学研究是接力赛跑,起跑点要在科学研究的前沿,要把前人的有关知识接过来。研究生的导师很重要,他把接力赛跑的棒交给你,你就可以在科学研究的前沿起跑。牛顿说:“我是站在巨人的肩膀上,所以能看得远一些”。这是创新和继承的关系。

科学研究既然是接力赛跑,所以每一项科学创新都有前因后果。把这些前因后果串联起来,就构成一条“创新链”。创新链常有分支,于是构成“创新树”。建立创新树的方法,可

以启发你的创新灵感,活跃你的创新思维,特别是在分枝点上,可以思考一下:还有什么新路可走?

3、分类研究法

“分类法”是一种重要的科学方法。科学(Science)原来的含义就是分科之学。例(1)动植物的宏观分类法——门,纲,目,类,科,亚科等。例(2)生物的微观分类法——基因分类法。例(3)萃取机理的分类。例(4)经济模式的分类——自由资本主义经济(如美国),欧洲资本主义经济,中国特色社会主义市场经济等。

世界上的事物是非常复杂的巨系统,要探索这个巨系统,先要把它进行分类,才能找到其中的规律。现代科学发展的大趋势之一,是学科越分越细。例如19xx年是500门学科,20xx年是5000门。100年增加10倍。2100年可能到50000门,20xx年到20000门,50年中创建15000门新学科,我们中国人至少创建3000门。你们要有创建3000门新学科的雄心壮志。

4、学科交叉法

学科交叉法就是在不同的学科之间,进行“比较”、“类比”和“移植”的研究方法,从而产生新的研究领域或新的学科。

“比较法”是具有悠久历史的传统方法,也是科学研究中的重要逻辑方法。在语言学的研究中有一分支,叫做“比较语言学”,就是用比较的方法来研究两种或多种语言的异同。在生物学中有“比较生物学”。学科交叉的无人区是创新的生长点。

在比较语言学中,可以互相取长补短,促进本门语言学的发展。例如英文的Crisis,中文是“危机”。危机有危险和机遇两层意思。处理得当可以把危险化为机遇,而Crisis只有危险的意思。中文有“做学问”一词,通常翻译为Learning,但后者只有学习的意思,没有问的含义。做学问要既学又问,学而不问则殆,问而不学则茫。

5、移花接木法

“移花可以接木,杂交可以创新”,这是科学创新的“移植法”。科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上、中、下游。数学、物理学是上游,化学是中游,生物、医学、社会科学等是下游。上游科学研究的对象比较简单,但研究的深度很深。下游科学的研究对象比较复杂,除了用本门科学的方法以外,如果借用上游科学的理论和方法,往往可收事半功倍之效。所以“移上游科学之花,可以接下游科学之木”。

例(1)量子化学是把量子力学的理论和数学方法移植到化学中来,因而产生的交叉学科。美国理论物理学家科恩和英国数学家波普尔,把量子力学的理论和计算数学的方法移到化学

中来,解决了量子化学中的计算难题,因而获得19xx年诺贝尔化学奖。

例(2)把数学方法移植到经济学中来,可以实现经济学的突破。19xx年的诺贝尔经济奖授予纳什,他把数学中概率论之花,移到经济学中来,提出预测宏观经济发展趋势的“博弈论”。

例(3)移花接木创新法的另一例子是仿生学。例如第一架飞机就是模仿蜻蜓制造出来的。流线型的喷气飞机和高速火车的造型是模仿鱼类的,特别是海豚的皮肤表面有一种可吸收能量的弹性结构,借以消除流体的阻力,使湍流变为平流。

例(4)生物学与化学的交叉产生生物化学、分子生物学、生物物理学、结构生物学等。现在后基因组时代已经到来,生物学与化学之间又有一个新的交叉学科——蛋白质组学已经形成。

6、四两拨千斤法

中国有句成语,叫做“四两拨千斤”,这就是“力的放大”。例如杠杆、齿轮、千斤顶等,在搬运东西和机械工程中被广泛使用。在科学研究中,我们要把一种已知的方法尽量推广拓展到未知的领域,这就是“创新”。

例(1)三极管的发明可以实现电流的放大,上世纪三十和四十年代,是电子管的鼎盛时期,它曾为无线电、雷达、电子计算机和V型导弹的发明作出了贡献。19xx年发明了晶体管,同样可以放大电流,但体积、重量、耗电量均比电子管减少100-1000倍。19xx年又发明集成电路,从而产生了微电子学和微电子工业,导致20世纪的信息革命。

例(2)激光器的发明。电流的放大产生了如此重大的影响,于是人们联想到光是不是也能放大呢?19xx年汤斯首先实现了微波的受激辐射放大。19xx年从事红宝石微波量子放大器研究的年轻人梅曼成功地研制出第一台红宝石激光器,实现了光波的受激辐射放大。

例(3)化学合成的自动组装放大,例如用K.Ziegler和G.Natta催化剂,可使单体自动定向聚合为高分子。又如自组装化学,也是化学发展的方向之一。

例(4)生命的放大——从卵细胞到生命的发育成长,发展成为现代的克隆技术。

7、逆向思维法

在飞机的设计中,要试验飞机的外型和材料在高速飞行中与空气阻力的关系。这种试验很难在空中飞行时进行。于是创造出“风筒”来模拟飞行。这是一种“反其道而行之”的逆向思维方法,即把飞机固定,让高速空气流向飞机,其效果是一样的。这就是在空气动力学和航空技术研究中常用的“风洞”实验室方法。又如在轮船的设计中,可以做一个缩小的模型,放在一个缩小的水槽中,用各种流速来试验船体的阻力。

8、柳暗花明法

在科学研究中常常会遇到“山穷水尽疑无路”时,粗心大意的人很容易放过这种机遇。只有具有敏锐眼光和扎实基础的科学家才能抓住它,取得重大的突破。

例(1)按照经典遗传学的观点,水稻是自花授粉,不能杂交的,“杂交水稻之父”袁隆平也相信这一点。上世纪60年代初,他在田间发现一株优势非常强的水稻,第二年他把它种下去,结果大失所望,跟上年选的植株完全不同,高的高,矮的矮,生长期长的长,短的短。就在失望之余,他突然产生了震撼:为什么遗传会有这样大的分离呢?只有杂种才会有分离,纯种不会有分离。他于是大胆提出假设:他选的这株是天然杂交稻,推翻了经典遗传学认为水稻不能杂交的结论。当然这只是大胆的初步假设,还有待做艰苦的研究工作,培养出人工杂交水稻来证实。为避免自花授粉,他选择雄性不育植株来受粉,取得了很大成功,使我国水稻由亩产300公斤提高到500公斤。

例(2)光的本质是什么?是波动还是微粒?这个问题争执了200多年,互有胜负,不得解决,在20世纪初到了“山穷水尽疑无路”的地步。这是因为人们的思想受形式逻辑的限制,形式逻辑回答问题,非此即彼,非彼即此。爱因斯坦跳出了形式逻辑的框框,认为问题的答案可以“亦此亦彼”,于是“柳暗花明又一村”,达到了完美的创新境界。这就是他在19xx年提出的光子学说。

9、天上人间法

有些物质是天文学家在天上先发现,然后由化学家把天上之花,移植到地球人间的。 例(1)1868年天文学家在观察日全蚀时,从日珥的光谱中发现一种未

知原子的谱线,命名这一未知元素为“太阳元素(Helium)”。28年后,化学家才从地球大气中把He元素气体分离出来。

例(2)天文学家用射电天文望远镜研究分子的转动光谱,发现了几十种星际分子,有一类是直线形的HCiN分子。化学家Smally想象宇宙中有闪电C C C C;C,空气中有氮气和氢气,企图用激光或电弧作用于石墨,在地球上来制备这类化合物,却意外地得到C-60,并获得诺贝尔奖。但这类HCiN分子,至今在地球上尚未合成。

10、傻瓜提问法

创新的第一步是“提出问题”。年轻人好奇提问往往是创新的开端。好奇性是科学发展的重要动力之一,所以“好奇性”也是科学家应具备的素质之一。

例(1)三角形的内角之和一定要等于180度吗?

其实,三角形的内角之和等于180度是平面上的几何学,即欧几里德几何学。人们发

现用平面几何学经行大地测量,在范围较大时有偏差。这是因为地球是球面的。在地球上距离较大的三点之间,作三条直线,组成一个三角形,它的三个内角之和大于180度。这就是球面几何学。反之,在凹面上的三角形的内角之和小于180度。由此建立了一门新的学科:非欧几何学。

例(2)空间的维数是不是一定要整数?例如说一维、二维或三维空间。可不可以有分数的维度?这个看似傻瓜的提问,终于发展成为一门新科学:分形理论。弯弯曲曲的海岸线的维数就在一维和二维之间。

11、大胆假设、小心求证法

胡适在考古学研究中提出“大胆假设,小心求证”的科学方法,我认为也可用于自然科学研究,而且是一个很重要的科学创新的方法。如果你不明白为什么,对老师、专家、权威都可提出质疑,敢于好高骛远大胆假设,善于实事求是,小心求证。对于你的假设预期,要认真安排实验来小心求证。实验的结果不外四种:

(1)证明了你的假设,于是进一步去寻求新的实验证明。证明越来越多,假设就能发展成为理论;

(2)部分否定了你的假设,于是你可以部分修改你的假设,使之更为完善;

(3)全部否定了你的假设,于是你可以根据新的实验结果,提出新的假设;

(4)得到完全意外的结果。例如从设计合成一个新化合物的失败,到发现一个新的结构类型。如果你的运气好,可能发现新现象或新效应,但必须有敏锐眼光才能抓住它。 所以这四种可能性,在科学上都有收获。尤其是第四种,可能有巨大收获。

12、意外机遇法

例(1)弗莱明发现青霉素。

例(2)X-射线的发现。

例(3)宇宙的微波背景辐射。

13、灵感培养法

国学大师王国维在《词话》中写到治学的三个境界:“独上高楼,望尽天涯路”,这是第一境界,是治学或研究的开始,要找到学科发展的前沿,作为你科研创新的起点。“衣带渐宽终不悔,众里寻她千百度”,这是第二境界,正是科学研究的紧张阶段,遇到困难,不知如何解决才好。“蓦然回首,伊人正在灯火阑珊处”,这是第三境界,正在山穷水尽的时候,忽然灵感到来,蓦然回首,伊人(这里指你希望得到的结果,或解决困难的方案和办法)出来了,却在忽明忽暗的灯火阑珊处。

从中可以得到三点启发:(1)开题的重要性;(2)勤奋是成功的关键,如果你梦想要做一个科学家,那么勤奋学习就是实现你的梦想之“舟”。但舟有快如宇航飞机,慢如蜗牛。所以勤奋必须是高效率的勤奋,不要去做“磨擦生热”的“无用功”,更不要做“负功”;3)创新除了勤奋外,还要有一定的“灵感”。当你在科研中已“进入角色”,“身心投入”后仍然遇到难题,百思不得其解,这时你可以忘掉它,轻松愉快地去做别的工作,或看电影,或散步,或听音乐,然后好好睡一觉。睡眠中大脑会把白天困扰你的问题进行知识的反刍、酝酿和陈化的慢波处理,早上一觉醒来,往往就忽有所悟。听说开库勒就是在早上一觉醒来时,悟到苯分子的六角形结构的。

14、虚拟实验法

现在常用的虚拟现实法也是“建立模型”的方法之一。提出一个理论模型,用计算机虚拟现实,得到希望得到的结果。这一方法现已广泛用于科学研究和高新技术,例如:

(1)虚拟大气温度、湿度、气流的未来变化,做出近期和中期的天气预报;

(2)建立模型,虚拟小浪底水库放水冲洗黄河的泥沙,提供最优化实际放水时间和流量等参数;

(3)虚拟原子弹爆炸过程,代替实际爆炸实验,为原子弹设计提供基础;

(4)北京大学在稀土分离研究中,以串级萃取理论为模型,用计算机模拟“摇漏斗”的实验,获得稀土工艺设计的“一步放大专家系统”,并在全国推广应用。

15、综合集成法

系统科学是从传统科学中提出带有共性的问题来研究,因而产生的科学。它是最广泛的交叉学科。如果把自然科学、技术科学、社会科学看作科学分类的经线,那么系统科学就是横跨自然科学、技术科学、社会科学的纬线,所以也可称为横断科学。它包括系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、非线性科学、协同学、运筹学、混沌理论、分形理论、突变论、超循环论等。下面仅以控制论为例,说明它是怎么发展起来的。

控制论是把自动调节、通信工程、计算机技术,以及神经生理学和病理学等学科,以数学为纽带联系在一起而形成的新学科。它是19xx年美国数学家维纳创立的,他在二次世界大战期间,接受了研制防空火力的控制系统的任务,尝试用机器来模拟人脑的功能。他把生命机体和机器作比较研究,总结出自动机应具备的一些特点。他的研究还表明,无论是自动机器,还是神经系统、生物系统,以至经济、社会系统,反馈都对系统稳定起着至关重要的作用。他总结了这些思想,在19xx年出版了《控制论》一书,把控制论定义为“关于机器和生物的通讯和控制的科学”。钱学森19xx年在美国出版的《工程控制论》一书,是这个

学科的奠基性著作。同年艾什比发表《大脑设计》,建立了“生物控制论”。

16、接近于“无中生有”的原始大创新

量子力学和相对论是突破当时牛顿经典力学的理论和传统概念,提出全新思维和理论的创新。但即使这样重大的原始创新,也不是完全“无中生有”,而是有迹可寻的。

以量子力学为例,实现这一类创新的第一步是“提出科学问题”。正确敏锐地提出科学问题,本身就是重大的创新。

第二步是要有敏锐的直觉和灵感,提出一些前所未有的新概念,并重新审视旧理论中的概念。

第三步是要建立新理论的基本方程。既然微观粒子与光子一样具有波粒二象性,它们的基本运动方程也应相似。薛定鄂把光的Maxwell电磁波方程与德布罗意关系式结合起来,得到量子力学的基本方程,即著名的薛定鄂方程。

第四步是要有深厚的数学基础,从基本方程推导出可以由实验来检验的结果。

第五步,一个新理论的基本方程建立以后,还要回过头来看看这个理论体系是建筑在哪些基本假设的基础之上的。基本假设的要求是:物理概念要明确,表述要简洁,它的实验基础要巩固,条数要愈少愈好。这样才能建立简洁优美的理论体系。

宪简介:

宪,著名化学家,中国科学院院士。现任北京大学化学系教授、博士生导师。 宪长期从事物理化学和无机化学的教学和研究,涉及量子化学、化学键理论、配位化学、萃取化学、核燃料化学和稀土科学等领域。通过总结大量文献资料,提出普适性更广的(nxcπ)格式和原子共价的新概念及其量子化学定义,根据分子结构式便可推测金属有机化合物和原子簇化合物的稳定性。建立了适用于研究稀土元素的量子化学计算方法和无机共轭分子的化学键理论。合成了具有特殊结构和性能的一系列四核稀土双氧络合物。 20xx年,宪获得中国国家最高科技奖。

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